HỘP ĐEN TÀU THUỶ LÀ GÌ ?

1. Hộp đen tàu thuỷ là gì ?

3. Hộp đen tàu biển ghi những dữ liệu gì?

Thiết bị ghi dữ liệu hành trình có thể ghi nhiều loại dữ liệu khác nhau. Các dữ liệu thường được ghi gồm:

Dữ liệu hành trình

• thời gian và ngày

• vị trí tàu

• tốc độ tàu

• hướng đi

Dữ liệu thiết bị hàng hải

• gyro compass

• AIS

• radar

• ECDIS

• echo sounder

Dữ liệu điều khiển tàu

• lệnh lái

• góc bánh lái

• engine order

Dữ liệu trạng thái tàu

• cửa watertight

• báo cháy

• báo động chính

Dữ liệu âm thanh

• microphone buồng lái

• audio VHF

Hình ảnh radar và ECDIS

Hệ thống có thể ghi:

• hình ảnh radar

• hình ảnh ECDIS

VDR có thể ghi hình từ hai radar và hai ECDIS. 

4. Hộp đen hàng hải hoạt động như thế nào?

Nguyên lý của VDR/SVDR khá đơn giản.

Thiết bị không tự đo dữ liệu.

Nó thu thập dữ liệu từ các thiết bị khác trên tàu.

Sau đó ghi lại và lưu trữ.

Sơ đồ nguyên lý có thể hình dung như sau:

GPS

↓

AIS

↓

Gyro

↓

Radar

↓

ECDIS

↓

VDR 

↓

Capsule lưu dữ liệu

Trong hệ thống VDR, các dữ liệu được đưa vào "Data Acquisition Unit" để xử lý tín hiệu và ghi lại.

Dữ liệu sẽ được ghi liên tục và tự động ghi đè dữ liệu cũ bằng dữ liệu mới. 

5. Thiết bị này thường bị hiểu sai

Một hiểu lầm phổ biến:

Hộp đen tàu thuỷ chỉ dùng khi tàu bị tai nạn.

Thực tế:

Không phải. VDR ghi dữ liệu liên tục 24/7.

Dữ liệu này có thể dùng để:

• phân tích hành trình

• kiểm tra hoạt động thiết bị

• huấn luyện thuyền viên

• phân tích sự cố nhỏ

Tai nạn chỉ là một trong nhiều lý do cần dùng dữ liệu từ hộp đen hàng hải.

6. VDR đáp ứng những tiêu chuẩn nào?

Một thiết bị ghi dữ liệu hành trình cho tàu biển phải tuân theo nhiều tiêu chuẩn quốc tế.

VDR  được thiết kế theo các chuẩn:

• IMO MSC.333(90)

• IMO MSC.494(104)

• IEC 61996-1

• IEC 61996-2

• IEC 60945

• IEC 61162

Các tiêu chuẩn này quy định:

• dữ liệu phải ghi

• thời gian lưu trữ

• khả năng chịu va đập

• khả năng chịu nhiệt

Thiết bị cũng có chứng nhận từ các tổ chức đăng kiểm.

Ví dụ:

• DNV (MED approval) 

• CCS

• NK

• BV

• Vietnam Register 

Điều này cho thấy thiết bị có thể sử dụng trên tàu biển theo quy định SOLAS.

7. Cấu hình hệ thống hộp đen





 Hệ thống hộp đen tàu thuỷ  gồm nhiều thành phần khác nhau. 

Các khối chính gồm:

• DAU – Data Acquisition Unit

• DEU – Data Extension Unit

• RAU – Remote Alarm Unit

• VIU – Video Interface Unit

• IMU – Indoor Microphone Unit

• OMU – Outdoor Microphone Unit

• FPC – Fixed Protective Capsule

• FFC – Float-Free Capsule

Các khối này phối hợp với nhau để:

• thu thập dữ liệu

• xử lý dữ liệu

• lưu trữ dữ liệu

• cảnh báo hệ thống

8. Các khối chính của hộp đen tàu thuỷ

8.1 Data Acquisition Unit (DAU)

DAU là bộ xử lý trung tâm của hệ thống VDR.

Chức năng:

• nhận dữ liệu từ các thiết bị

• xử lý dữ liệu

• lưu dữ liệu

DAU có bộ nhớ 512 GB SSD để lưu dữ liệu hành trình. 

Thời gian lưu trữ:

720 giờ

Tức khoảng:

30 ngày dữ liệu

8.2 Data Extension Unit (DEU)

DEU dùng để mở rộng số lượng tín hiệu.

Các tín hiệu có thể gồm:

• digital signal

• analog signal

• serial data

DEU hỗ trợ:

• 64 digital input

• 8 analog input

• 16 serial input 

Điều này giúp VDR có thể kết nối với nhiều thiết bị trên tàu.

8.3 Remote Alarm Unit (RAU)

RAU là màn hình cảnh báo.

Thiết bị này hiển thị:

• trạng thái hệ thống

• cảnh báo lỗi

RAU thường được lắp trên bridge console.

8.4 Video Interface Unit (VIU)

VIU dùng để ghi hình từ:

• radar

• ECDIS

Hình ảnh này sẽ được lưu cùng dữ liệu hành trình.

8.5 Microphone units

Hệ thống có hai loại microphone:

• MU – indoor microphone

• OMU – outdoor microphone

Chúng ghi lại:

• âm thanh buồng lái

• liên lạc VHF

Theo brochure, hệ thống hỗ trợ  tối đa 8 microphone. 

9. Capsule lưu dữ liệu của hộp đen hàng hải

Một điểm đặc biệt của hộp đen tàu thuỷ là capsule bảo vệ dữ liệu.

Có hai loại capsule:

Fixed Protective Capsule (FPC)

Capsule này gắn cố định trên tàu.

Nó có thể chịu:

• nhiệt độ rất cao

• va đập mạnh

• áp suất nước sâu

Theo manual, capsule có thể chịu nhiệt độ tới **1100°C** trong một khoảng thời gian nhất định. 

Float-Free Capsule (FFC)





FFC là capsule nổi tự do.

Nếu tàu chìm, Capsule sẽ tự động tách khỏi tàu.

Sau đó nổi lên mặt nước.

Capsule có:

• beacon phát tín hiệu

• pin hoạt động nhiều ngày

Nhờ vậy đội cứu nạn có thể tìm thấy hộp đen hàng hải.

 10. Thời gian lưu dữ liệu của VDR

Theo tài liệu kỹ thuật của hệ thống: 

• DAU lưu 720 giờ dữ liệu

• FPC lưu 48 giờ dữ liệu

• FFC lưu 48 giờ dữ liệu

Điều này đảm bảo:

Nếu xảy ra tai nạn.

Dữ liệu quan trọng vẫn còn.

11. Khi chọn thiết bị cần chú ý

Khi chọn thiết bị ghi dữ liệu hành trình cho tàu biển, cần kiểm tra:

• loại VDR hay S-VDR

• số lượng cổng NMEA

• khả năng ghi radar và ECDIS

• số lượng microphone

• loại capsule (FPC / FFC)

• thời gian lưu dữ liệu

• chuẩn IMO / IEC

• chứng nhận đăng kiểm

Đây là các yếu tố quan trọng khi trang bị hộp đen tàu thuỷ cho tàu.

12. FAQ – Câu hỏi thường gặp về hộp đen tàu thuỷ

1. Hộp đen tàu thuỷ là gì?

Hộp đen tàu thuỷ là thiết bị ghi dữ liệu hành trình cho tàu biển.

Thiết bị này ghi lại dữ liệu hành trình, dữ liệu thiết bị và âm thanh buồng lái.

2. Hộp đen hàng hải dùng để làm gì?

Thiết bị dùng để:

• ghi dữ liệu hành trình

• hỗ trợ điều tra tai nạn

• phân tích vận hành tàu

3. VDR khác S-VDR như thế nào?

VDR là hệ thống đầy đủ.

S-VDR là phiên bản đơn giản.

S-VDR thường được dùng cho tàu cũ cần nâng cấp.

4. Hộp đen tàu thuỷ lưu dữ liệu bao lâu?

Thông thường:

• capsule lưu 48 giờ

• bộ nhớ chính lưu 720 giờ

5. Khi tàu chìm có tìm được hộp đen không?

Có.

Capsule Float-Free sẽ tự nổi lên.

Beacon trên capsule phát tín hiệu để đội cứu nạn tìm kiếm.

13. Sơ đồ kết nối hệ thống hộp đen tàu thuỷ

Trong một hệ thiết bị ghi dữ liệu hành trình cho tàu biển, VDR nằm ở trung tâm hệ thống.

Thiết bị này thu dữ liệu từ nhiều nguồn.

Sau đó lưu lại.

Sơ đồ kết nối cơ bản có thể hình dung như sau:

AIS

↓

GPS

↓

Gyro Compass

↓

Speed Log

↓

Echo Sounder

↓

Radar

↓

ECDIS

↓

 VDR

Ngoài ra còn có:

Microphone

↓

VHF audio

↓

VDR

Theo sơ đồ hệ thống, VDR có thể nhận dữ liệu từ nhiều cảm biến và thiết bị hàng hải.

14. Các nguồn dữ liệu đầu vào của VDR

Một hộp đen hàng hải không chỉ ghi dữ liệu hành trình.

Nó còn ghi dữ liệu từ nhiều hệ thống khác nhau.

Hộp đen tàu biển có thể ghi các dữ liệu sau:

1. Dữ liệu định vị

• GPS position

• UTC time

2. Dữ liệu chuyển động tàu

• tốc độ tàu

• hướng đi thật (true heading)

• hướng đi từ la bàn từ

3. Dữ liệu sonar

• độ sâu nước từ echo sounder

4. Dữ liệu radar và ECDIS

VDR có thể ghi:

• hình ảnh radar

• hình ảnh ECDIS

Điều này giúp tái hiện lại tình huống trước tai nạn.

5. Dữ liệu điều khiển tàu

• góc bánh lái

• lệnh điều khiển lái

• engine order

6. Dữ liệu trạng thái tàu

• watertight door

• fire door

• alarm system

7. Dữ liệu âm thanh buồng lái

VDR ghi:

• âm thanh buồng lái

• liên lạc VHF

Các dữ liệu này rất quan trọng khi điều tra sự cố.

15. Các giao tiếp của hệ thống VDR

Trong VDR, hệ thống hỗ trợ nhiều chuẩn giao tiếp khác nhau.

Các giao tiếp gồm:

Serial interface

• IEC61162-1

• IEC61162-2

• RS422

Các cổng serial được dùng cho:

• AIS

• GPS

• gyro

• speed log

Ethernet interface

Ethernet được dùng để:

• truyền dữ liệu radar

• truyền dữ liệu ECDIS

• kết nối PC playback

Analog interface

Analog input có thể nhận tín hiệu:

• ±10V

• 4-20mA

Digital interface

Digital input dùng để nhận trạng thái:

• door status

• alarm signal

16. Vị trí lắp đặt hộp đen tàu thuỷ

Việc lắp đặt thiết bị ghi dữ liệu hành trình cho tàu biển phải tuân theo các hướng dẫn cụ thể.

Thông thường các thành phần được lắp như sau.

DAU – Data Acquisition Unit

Vị trí lắp:

• phòng thiết bị bridge

• ECR

• phòng điện

RAU – Remote Alarm Unit

Vị trí lắp:

• bảng điều khiển buồng lái

RAU giúp thuyền viên:

• theo dõi trạng thái VDR

• kiểm tra cảnh báo

Microphone

Microphone thường lắp tại:

• bridge console

• wing bridge

Capsule lưu dữ liệu

Capsule phải lắp ở vị trí dễ tìm.

Ví dụ:

• phía trên deck

• gần bridge

Điều này giúp đội cứu hộ dễ tiếp cận.

17. Các yêu cầu kỹ thuật quan trọng của hộp đen hàng hải

Một hộp đen tàu thuỷ phải đáp ứng nhiều yêu cầu khắt khe.

Ví dụ:

Khả năng chịu nhiệt

Capsule có thể chịu:

1100°C

trong một khoảng thời gian nhất định.

Áp suất nước sâu

Capsule có thể chịu áp suất tương đương:

6000 m độ sâu

Chống va đập

Capsule phải chịu:

• va đập mạnh

• cháy

• áp lực

Mục tiêu là bảo vệ dữ liệu.

18. Các lỗi thường gặp của VDR

Trong thực tế khai thác, hộp đen hàng hải có thể gặp một số lỗi.

1. Mất tín hiệu NMEA

Nguyên nhân:

• cáp đứt

• thiết bị nguồn không hoạt động

2. Không ghi dữ liệu radar

Nguyên nhân:

• cấu hình sai

• lỗi cáp video

3. Mất kết nối capsule

Nguyên nhân:

• lỗi LAN

• lỗi nguồn capsule

4. Microphone không ghi âm

Nguyên nhân:

• microphone lỗi

• dây tín hiệu lỗi

5. Bộ nhớ LRU lỗi

LRU là bộ nhớ dài hạn của hệ thống.

Nếu lỗi:

• dữ liệu không lưu được 720 giờ

19. Kiểm tra hệ thống VDR

Khi bảo trì thiết bị ghi dữ liệu hành trình cho tàu biển, kỹ sư thường kiểm tra:

• trạng thái capsule

• trạng thái microphone

• tín hiệu NMEA

• tín hiệu radar / ECDIS

• dung lượng bộ nhớ

Ngoài ra cần kiểm tra:

• pin capsule

• beacon

20. Khi chọn thiết bị cần chú ý

Khi chọn hộp đen hàng hải, nên kiểm tra:

• loại VDR hay S-VDR

• số lượng cổng NMEA

• khả năng ghi radar và ECDIS

• số lượng microphone

• dung lượng bộ nhớ

• loại capsule

• chứng nhận đăng kiểm

Các đăng kiểm phổ biến:

• DNV

• NK

• BV

• ABS

• CCS

• MED

• Vietnam Register

FAQ – Câu hỏi thường gặp về hộp đen tàu thuỷ

1. Hộp đen tàu thuỷ là gì?

Hộp đen tàu thuỷ là thiết bị ghi dữ liệu hành trình cho tàu biển.

Thiết bị này ghi lại dữ liệu hành trình, âm thanh buồng lái và dữ liệu thiết bị.

2. Hộp đen hàng hải lưu dữ liệu bao lâu?

Thông thường:

• capsule lưu 48 giờ dữ liệu

• bộ nhớ hệ thống lưu 720 giờ dữ liệu

3. Hộp đen tàu thuỷ có tự nổi khi tàu chìm không?

Có.

Float-Free Capsule sẽ tách khỏi tàu và nổi lên mặt nước.

Beacon trên capsule phát tín hiệu giúp tìm kiếm.

4. VDR có bắt buộc trên tàu biển không?

Theo SOLAS.

Nhiều tàu biển phải trang bị Voyage Data Recorder.

Đặc biệt là:

• tàu passenger

• tàu cargo lớn

5. VDR khác S-VDR như thế nào?

VDR là hệ thống đầy đủ.

S-VDR là phiên bản đơn giản.

S-VDR thường được dùng để nâng cấp tàu cũ.